InfoGrid-Erklaervideo

Digital Tools

Die am Institut für Multimediale und Interaktive Systeme (IMIS) der Universität zu Lübeck entwickelten digital vernetzten Lernsysteme ermöglichen ambiente Lernumgebungen (Ambient Learning Spaces / ALS), die in besonderer Weise den physischen Raum mit dem digitalen Informationsraum verschränken.

Dabei spielt das ebenfalls am IMIS entwickelte System NEMO (s.u.) eine besondere Rolle.

Die diversen hier vorgestellten Lernapplikationen wie auch weitere am IMIS für ALS entwickelte Applikationen erreichen sie (zuzeit noch mit zwei Ausnahmen) über das webbasierte ALS-Portal (s.u.). 

NEMO

Das Network Environment for Multimedia Objects (NEMO) ist ein im Rahmen des seit 2008 von der DFG geförderten Grundlagenforschungsprojektes "Ambient Learning Spaces" (ALS) entwickeltes System,  bestehend auf Frondends (einer Vielzahl von Benutzungsschnittstellen), der Middleware zur zentrale Haltung der Logik der Lernprogramme und von in diesen gemeinsam verwendeten Programmmodulen, sowie diversen Modulen zur Aufbereitung und Konvertierung von Medien sowie der Benutzerauthentifizierung, und dem Backend für die gemeinsame relationale und semantische Datenhaltung.

Die semantisch annotierten multimedialen Inhalte, in Form von Text-, Bild-, Audio-, Video- oder 3D-Dateien, werden als NEMO-MediaFileObjects repräsentiert und können annotiert, personen- oder ortsbezogen sowie an Geräte angepasst in NEMO-MediaObjects (MO) gespeichert werden. Dabei spielt die Kategorisierung in diversen Ontologien eine besondere Rolle. Auch können Bilder über eine Bildanalysekomponente spezifischen Kategorien automatisch zugeordnet werden.

Durch die am IMIS entwickelten und genutzten Frontends der ALS-Lernapplikationen wird aus unterschiedlichen Kontexten heraus ein Zugriff auf NEMO durchgeführt, um den Benutzern zu ermöglichen, Medieninhalte in besonderer Weise zu erzeugen, um diese zur Anreicherung der physischen Welt (hier einer Lernumgebung) zur Verfügung gestellt zu bekommen. NEMO ist hierbei in der Lage anhand der Benutzer- und Geräteinformationen Filterungen für die Medienausgabe durchzuführen und Präferenzen der Benutzer in seiner Ausgabe zu berücksichtigen. Zudem interagiert das System mit Lokalisationsdaten, greift auf Nutzungshistorien zurück, verfügt über einen integrierten Narrator und die Möglichkeit der Cross-Device Interaction (XDI) und behindertengerechter Ausgaben im Kontext der ALS-Lernapplikationen.

Zurzeit verfügen in der Hansestadt-Lübeck das Carl-Jacob-Burckhard-Gymnasium, die Geschwister-Prenski-Schule, die Stadtschule Travemünde sowie das Museum für Natur und Umwelt über ein eigenes NEMO-System.

Viele weitere Schulen in Lübeck und nichtschulische, als gemeinnützuig anerkannte Institutionen sowie weitere Museen verwenden unbewußt ein im Rahmen von KiMM am Institut für Multimediale und Interaktive Systeme (IMIS) der Universität zu Lübeck bereitgestelltes NEMO, wenn sie beispielsweise die Applikation InfoGrid oder VideoEdit verwenden. Hier müssen dann allerdings alle Projekte einzeln beantragt werden und alle Rechte an Bild und Ton der KiMM-Initiative vorgelegt werden.

ALS-Portal

Über das  ALS-Portal können alle ALS-Applikationen verwaltet und Medien für diese hochgeladen werden. Nach der Anmeldung gibt es für die unterschiedlichen Benutzergruppen individuelle Ansichten mit unterschiedlichen Rechten.

Neben den Lernapplikationen finden sich auch weitere Applikationen, beispielsweise zur Steuerung der InteractiveWall, zur Bearbeitung von Videos oder 3D-Objekten, dem Erstellen narrativer Pfade oder um spezifische Annotationen der Medien vorzunehmen.

InteractiveWall

Die InteractiveWall (IW) ist eine Hypermedia-Plattform für spielerisches, zufälliges und entdeckendes Lernen aber auch um schulinterne Informationen oder das soziale Leben der Schule zu zeigen. Unter anderem können im Rahmen des Unterrichts Schüler*innen multimediale Inhalte für die ALS-Lernapplikationen erarbeiten, die in die IW integriert sind. Die IW basiert auf einen, zumeist mehreren Multitouch-Bildschirmen, welche an einem jederzeit gut erreichbaren Ort, beispielsweise dem Foyer der Schule, platziert sind. Hier ist die IW für alle zugänglich und kann unter anderem auch im Kontext aller Fächer verwendet werden. Durch Anmeldung an der IW können Schüler*innen spezifische Inhalte individuell anzeigen lassen. Die derzeit am häufigsten verwendeten Applikationen sind Announcements, MediaGallery, HyperVid, TimeLine und dennächst wieder SemCor sowie diverse am IMIS entwickelte editierbare EduGames.

Announcements

Announcements ist ein Bereich der InteractiveWall. Hier haben Pädagogen*innen oder die Schülervertretung via dem ALS-Portal die Möglichkeit, allgemeine Informationen in Form von Ankündigungen mit allen in der Schule zu teilen. Eine Ankündigung ist für einen festgelegten Zeitraum für alle sichtbar und wird auf der Hauptansicht der InteractiveWall angezeigt. 

MediaGallery

Die am häufigsten verwendete Applikation der InteractiveWall ist die MediaGallery. Sie bietet einen Ort an dem Fotos, Grafiken und Videos das Schulleben widerspielen.

Die Medien mit ihren Beschreibungen zeigen gelungene Schülerarbeiten, Schulsportereignisse, Besuche bei der Partnerschule und vieles mehr.

Die Pädagogen*innen können die MediaGallery jederzeit über das ALS-Portal mit neuen Inhalten, die überwiegend von Schüler*innen erzeugt werden, füllen.

Die Videos für die MediaGallery können von den Schüler*innen mit der browserbasierten ALS-Software VideoEdit bearbeitet werden.

TimeLine

Die TimeLine ist eine für historische Kontexte entwickelte Software, in der von Schüler*innen gestaltete Medien, aber auch Medien der DBpedia, in zeitlicher Korrelation zueinander oder zu diversen Ereignissen visualisiert werden. Dazu können mehrere Zeitstrahlen, beispielsweise ein geographischer oder ein politisch-gesellschaftlicher Zeitstrahl, untereinander angezeigt und diverse Filterfunktionen verwendet werden.

Die TimeLine ist primär Teil der InteractiveWall, kann aber auch ohne sie verwendet werden.

SemCor

SemCor dient der Visualisierung und spielerischen Erkundung von Informationen im "Semantic Web". In einem sich selbst erweiternden Graphen können verschiedene Themengebiete erkundet werden. Nachdem in der Startmaske ein Begriff eingegeben wurde und diverse Filter gesetzt wurden bilden sich um einen zentralen "Startknoten" weitere "Knoten" in farblichen Themenfaldern (Person, Ort, etc.), die ein kleines Bild enthalten. Diese sind mit Linien (sigenannten Kanten) verbunden, die derart beschriftet sind, dass sie die Beziehungen zwischen den Knoten erläutern (z.B. "beeinflußt von" oder "geboren in"). Wird auf einen der Knoten lange berührt, so schiebt sich von rechts ein Informationsoverlay mit (auch vergrößerbaren) Detailinformationen in den Sichtbereich des Bildschirms.

HyperVid

Mithilfe des neu entwickelten webbasierten HyperVid lassen sich selbsterstellte Videofragmente einfach zu einem Hypervideo verlinken. Das Fundament bildet hierbei eine netzartige Struktur einzelner Videofragmente, die durch HyperVid anschaulich visualisiert und intuitiv gestaltbar wird. Auf diese Weise wird das multiperspektivische, nichtlineare Denken beim gemeinsamen Lernen mit zeitbasierten Multimedien gefördert.

Die Videofragmente können von den Schüler*innen mit der browserbasieten Software VideoEdit bearbeitet werden.

Info-Video zu HyperVid:

VideoEdit

VideoEdit ist ein sehr einfach zu bedienendes webbasiertes Tool, mit dem Videos aus einem oder mehreren Videos, Fotos und Sounddateien erstellt werden können.

Da VideoEdit Teil des  Frameworks NEMO ist, können die entstandenen Videos direkt in allen ALS-Applikationen, die ebenfalls über das ALS-Portal erreichbar sind, verwendet werden.

MoLES

Das Mobile Learning Exploration System, kurz MoLES, wurde entwickelt, um Lernen an außerschulischen Lernorten zu unterstützen. Im ALS-Portal erstellen Pädagogen*innen oder auch Schüler*innen Aufgaben, die auf anschließenden Exkursionen durch das Erstellen von Medien gelöst werden. Dazu wird mobil die webbasierte MoLES-App auf den Smartphones der Schüler*innen verwendet. Die von den Schüler*innen erstellten Medien können aus Texten, Bildern, Tonaufnahmen oder Videos bestehen.

Aus den mit MoLES erstellten Bildern und Videos können automatisiert digitale 3D-Objekte generiert werden. Mit 3DEdit können im ALS-Portal die automatisch erzeugten 3D-Objekte von verbleibenden Artefakten bereinigt und die Ausrichtung eingestellt werden. Alle mit MoLES erzeugten Medien können in allen ALS-Lernapplikationen weiterverwendet werden.

InfoGrid

Mit InfoGrid können im ALS-Portal webbasiert am PC oder Tablet Texte, Fotos, Videos oder digitale 3D-Objekte bestimmt werden, die in Form von Augmented Reality (AR) von mobilen Geräten wie Smartphones oder Tablets wiedergegeben werden. Dazu werden auch Bilder oder Bilder real-physischer Orte als "Marker" bestimmt.

Am einfachsten werden die Medien für ein AR-Erlebnis mit MoLES erstellt. Aber auch die Eingabe via ALS-Portal ist möglich. Gegen Ende 2018 ist geplant, die Medien auch in Form einer Narrativen Tour im Innen- oder Außenraum mittels Narrator im ALS-Portal zu gestalten.

Alle diejenigen, die die InfoGrid-App auf ihrem mobilen Gerät installiert haben, können das von den Schüler*innen Geschaffene interaktiv betrachten, wenn sie Zugang zu einem NEMO haben. Die InfoGrid-App kann aus dem Google Play Store oder Apples App Store heruntergeladen und auf dem Smartphone oder Tablet installiert werden. 

EduGames

Unter EduGames finden Sie am IMIS entwickelte Lernspiele. Für den Primarbereich stehen zurzeit drei Miteinander-Lernspiele (AlgoFrogs,SpelLit und CollMath) bereit, mit denen Kinder zum Beginn der Grundschulzeit mit Mobilgeräten gemeinsam vor einem größeren Bildschirm lernen. Aber auch für ältere Schüler, bis hin zur gymnasialen Oberstufe, stehen weitere Lernspiele, die ebenso vom GameCreator mit neuen Inhalten gefüllt werden können (s.u.), bereit. So etwa EcoFootprint oder MysteryGame.

Der GameCreator wird über das ALS-Portal erreicht. Er ermöglicht Pädagogen*innen die Modifikation oder  Erstellung neuer Spielrunden für die Miteinander-Lernspiele. Für AlgoFrogs können auch Kinder ab der dritten Jahrgangsstufe eigene Spielrunden mit dem GameCreator erstellen.

EcoFootprint ist ein Lernspiel für Kinder ab ca. vierter Jahrgansstufe oder Orientierungsstufe. Es wurde für die InteractiveWall entwickelt.

MysteryGame gibt es zurzeit ledigich für den Einsatz auf einem Multitouch-Tisch. Es läuft ab a. Mitte Dezember im 3. OG des Museums für Natur und Umwelt der Hansestadt Lübeck.

 

AlgoFrogs

Bei AlgoFrogs handelt sich um ein mobiles, körper- und raumbezogenes, be-greifbares Miteinander-Lernspiel, mit dem bei Schüler*innen im Grundschulalter kognitive Prozesse, gekoppelt an sozialen und grobmotorischen Aktivitäten, gefördert werden. Mit beliebigen mobilen Geräten mit einem Browser und einem weiteren Gerät, mit einem etwas größeren Bildschirm, können Grundschulkinder beim interaktiven Lernerlebnis frühe Formen der Programmierung bzw. algorithmisches Denken erlernen.

Während Kinder bis zur zweiten Jahrgangsstufe lediglich mit fertigen Spielrunden gemeinsam lernen, lernen Kinder ab der dritten Jahrgangsstufe auch, indem sie mit dem ebenfalls webbasierten GameCreator neue Spielrunden "programmieren".

SpelLit

Bei SpelLit handelt es sich um ein mobiles, körper- und raumbezogenes Miteinander-Lernspiel für drei bis fünf Kinder, mit dem sie gemeinsam Schreiben lernen. Gleichzeitig werden grobmotorische und soziale Aktivitäten gefördert. Auch wenn sich SpelLit an der Methode "Lesen durch Schreiben" von Reichen (1982) anlehnt, können sich beim Schreiben Lernen mittels SpelLit keine Fehler verfestigen. 

Zunächst bekommen die Kinder auf einem Mobilgerät ein Bild angezeigt und der Begriff wird vorgelesen. Dies ist besonders hilfreich, wenn Zuhause nicht lautgerecht deutsch gesprochen wird. Danach wählen sie jeweils einen Anfangs- oder Endlaut aus, der ebenfalls als Bild und entsprechende/r Buchstabe/n angezeigt und vorgelesen wird. Jedes Kind übernimmt einen Laut. Gemeinsam überlegen sie dann vor einem größeren Bildschirm stehend, in welcher Reihenfolge die Buchstaben zu einem Wort zusammengesetzt werden. Für das Schreiben eines neuen Wortes laufen die Kinder zu einem etwas entfernten Mobilgerät, um eine weitere Spielrunde freizuschalten. Damit die Kinder nicht via Trail and Error Buchstaben aneinanderfügen, müssen sie nach einer fehlerhaften Eingabe ebenso zum entfernten Mobilgerät laufen.

Mit dem GameCreator haben die Pädagogen*innen die Möglichkeit neue Worte in das System einzugeben. Hier bestimmen sie auch die Schwierigkeitsstufe der Spielrunden. So können sie beispielsweise die Namen der Kinder mit ihrem Bild eingeben, die oftmals nicht lauttreu geschrieben werden.

CollMath

Bei CollMath handelt es sich um ein mobiles, interaktives, körper- und raumbezogenes Miteinander-Lernspiel, welches Schüler*innen das Erlernen der mathematischen Grundlagen erleichtert und erweiterte Kenntnisse der Mathematik vermittelt. Mittels des GameCreators können Lehrkräfte neue mathematische Aufgaben einstellen, die dann von kleinen Gruppen von Schüler*innen selbstständig, spielerisch gelöst werden. So etwa in dem sie sich mit mobilen Geräten durch den Raum bewegen und nur kurzzeitig gemeinsamen vor einem Bildschirm (beispielsweise der InteractiveWall IW) stehen, um dort ein mathematisches Problem zu lösen.

ActeMotion

ActeMotion ermöglicht die Erstellung einer interaktiven Bühnenperformance. Über eine webbasierte Eingabemaske (im ALS-Portal) ist es möglich einzustellen, das die Erkennung spezifischer Gesten (etwa rechte Hand am Kopf, rechte Hand bildet eine Faußt) zum Abspielen von spezifischen Medien mittels eines Beamers (Videoprojektors) und/oder Lautsprechern ausgelöst wird. Wird eine der Körpergeste, beispielsweise von der Kinect V2, erkannt, können Bilder, Sounds, Videos oder spezielle visuelle Effekte abgespielt werden. Alternativ ist es auch möglich, die in Smartphones eingebauten Sensoren zusätzlich oder alternativ zu verwenden, um Sprünge, Drehbewegungen des Körpers, etc. zu erfassen, wenn eine performende Person ein Smartphon, etwa in einer Hosentasche, mit sich führt.

CTsound

CTsound ist eine von Timo Brinkmann (seinerzeit Masterstudent am IMIS) für KiMM programierte Software. Sie ermöglicht das Erfassen der Postionen von mehreren Personen durch die Hardware Kinect von Microsft, die über einer "Bühne" montiert ist. Ein daneben montierter Beamer (Videoprojektor) projeziert eine ca 10cm großen Lichtpunkt auf die Bühne, die nacheinander Personen von oben entdeckt, diese verfolgt und dann anstrahlt. Trifft der weiße Punkt auf eine Person, so "explodiert" dieser in viele kleine weiße Punkte, die kurz aufleuchten, bevor sie verschwinden. Der weiße Punkt ist dann wieder sa und sucht sich eine weitere Person. Zum Suchvorgang wie auch zur "Explustion" ertönen passend elektronisch erzeugte Klänge, die über eine Lautsprecheranlage abgespielt werden. Die Software ist auf einem Laptop einfach zu kalibrieren und das Tracking sowie die Wiedergabe dar Ton-/Bildmedien geschieht in "Echtzeit". Auch können die Klänge mit CTsound modifiziert werden. 

SmartFashion

SmartFashion steht für selbst gestaltete intelligente Kleidung oder intelligenten Schmuck. Wie Smart Watches oder AR-Brillen, gehört SmartFashion zur Familie der Wearables. 

KiMM unterstützt Pädagogen*innen, die mit Schüler*innen SmartFashion gestalten möchten. Mögliche Szenarien sind interaktive Reaktionen auf Umwelteinflüsse, die Kommunikation zwischen selbst gestalteten Objekten untereinander oder mit anderen mobilen Endgeräten via Bluetooth. Hierfür werden verschiedene Mikrocontroller und Sensoren samt Minibatterien mittels Strom leitendem Garn in alltägliche Kleidungsstücke oder in Schmuck eingenäht. So werden Hosen, Jacken, Mützen und Armbänder durch vielfältige interaktive Funktionen erweitert.